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智慧电子避震系统研发 提升车辆操作稳定性与国产化能量
 

【CTIMES/SmartAuto 劉昕报导】   2022年10月05日 星期三

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国科会长期深耕基础研究,并积极落实「六大核心战略产业推动方案」、「数位国家 创新经济发展方案」、「亚洲 矽谷推动方案」、「智慧机械产业推动方案」等行政院重要科技政策中有关次世代车电创新研发、「车辆智慧化,ICT车规化」等目标,自107年起规划推动「自驾车次系统关键技术研发专案计画」;在此专案计画长期支持下,逢甲大学林昱成??教授团队运用人工智慧等跨领域技术,成功开发出「全国产化之智慧电子避震系统」,可即时识别出车前道路缺陷,使避震系统能根据不同路况进行动态调控,有效改善车辆的乘载舒适性外,同时兼顾提升车辆的操作稳定性,不仅为国内车电产业提供自主尖端感知与控制技术,更有效提升国内车电产业之国产化研发能量,俾打入车辆产业供应链。

记者会合影
记者会合影

林昱成??教授团队结合逢甲大学、台北科技大学、中原大学等多位教授跨领域合作,并链结国内车辆相关业者奇美车电、奕兆绿能、品秀科技、思渤科技及开发工业共同合作,将知识实用化,成功研发一套具高车用市场应用价值之「全国产化之智慧电子避震系统」,此系统应用人工智慧影像辨识技术,能即时辨识共6种道路铺面缺陷(包含坑洞、减速坡、人孔盖、伸缩缝、水坑、积水),可识别有效距离20公尺,适用车速100 km/hr以下,同时亦实现於车规嵌入式系统,运算速度>20FPS(single core),已具备车电产业应用价值。

根据道路铺面缺陷感知结果,研究团队发展一套基於深度强化学习控制决策方法,使避震系统能自行适应不同路况进行动态调控。当行经道路坑洞或减速坡时,能透过避震器的自适应调整,提升过坑或减速坡时的乘坐舒适性,同时增加悬吊耐久性;当行经前方积水时,亦能透过动态调整,使车辆保持操控稳定性,避免打滑意外发生。

此智慧电子避震系统之零组件与控制器均完全由国内自主研发,且符合车电产业需求,不仅有效提升台湾车电产业在关键零组件上之竞争优势,更能为现今最囹的自驾车议题上,提供更杰出的乘坐舒适性与车辆安全性。

全球自驾车议题持续发烧,国际知名的资讯科技研究及顾问公司Gartner预测,2023年全球配备自动驾驶相关硬体的车辆总数将超过74万辆;同时美国规划协会APA(American Planning Association)近年也已将共享自驾车为发展主轴,特别是用於大众运输与货运市场,自驾车最重要关切的议题,除了安全外,乘坐舒适性也相对重要。

目前国际上之自驾车技术发展仍多着重於自驾技术以及安全性,尚少有考量乘坐舒适性。

团队所研发之「智慧电子避震系统」,兼具精准辨识、可靠控制、价格竞争力等优势,更将AI技术真正落实於车规嵌入式系统中,并完成实车整合与功能验证,同时兼具行车安全性、乘坐舒适性,并提高避震系统之耐久性,可加值国内车电底盘避震系统,协助国内车电业界开创新的蓝海市场。

道路品质是影响乘坐舒适性一关键因素,道路品质之良??也影响车辆耗损及使用安全。美国汽车协会AAA(American Automobile Association)调查报告也指出,去年有十分之一的司机在撞到坑??後遭受了严重的车辆损坏,仅在2021年,坑??造成的损坏就使用路人损失了惊人的265亿美元。

英国汽车保险公司Warranty Direct调查发现,许多品牌的车辆在英国与美国行驶,单就底盘操控相关零件的损耗故障率高达42%,其主要原因是道路品质让车辆折损严重。

对车辆或自驾车而言,道路上的坑洞也可能会使车辆避震器、车轮轮圈因撞击而变形损坏、偏离车道、甚至爆胎失控,危及驾驶者与用路人的生命安全。

研究团队因此建置完成第一套针对台湾特有道路铺面缺陷资料库「TPDID(Taiwan Pavement Defect Image Dataset)」,样本数89,723张,相较国际上既有的道路缺陷资料库,研究团队所建置之TPDID资料库具有样本多、搜集之道路缺陷种类多、符合台湾实际道路状况(例如包含台湾特有的「人孔盖」等道路铺面缺陷)等优点,不仅可提升AI道路缺陷感知系统的准确性,未来更可透过道路缺陷感测并即时将道路缺陷资讯传送至道路养护单位,有效提升道路修补效率。

目前车辆避震系统大多为传统刚性弹簧与固定阻尼所组成,仅有少数高价顶级车款有空气弹簧或可调阻尼所构成之可调避震系统,但仍仅限於手动固定段数(一般模式、舒适模式、运动模式)调整,且无根据不同道路缺陷自适应调控。

而结合影像感知技术及自适应控制决策技术的「全国产化之智慧电子避震系统」,不仅能根据不同道路缺陷,提前进行避震系统自适应调控,使过坑时保持乘坐舒适性,提高避震系统之耐久性;更能过积水时,保持车辆稳定性,避免打滑发生,有效增进行车安全性。

相关研究成果除了发表国际期刊论文,已完成实车搭载与功能测试,并链结合作业者,积极导入相关应用产业,且价格约为国外类似产品的1/3,极具市场竞争优势,同时也规划与大众运输业者、道路养护单位、智慧制造业者、自驾车业者合作,根据不同应用需求以客制产品。

研究团队所研发之AI模型轻量化技术暨车规嵌入式系统,其合作业者「奇美车电」已打入车辆产业供应链,实际搭载於Nissan等系列市售车种,预估产值可达7.5亿元。

此外,计画团队所研发之AI感知与决策控制技术亦已衍生多项产学合作计画,合作企业包含辉创电子、同致电子、鸿华先进、总盈汽车、金龙汽车等,其衍生产学合作计画金额累计超过 640万元。

受惠近年来美国与欧盟先进驾驶辅助系统(Advanced Driver Assistance Systems, ADAS)相关法规的通过,本成果将可带动国内外车辆避震业者、车用零组件供应商、ADAS业者甚至国内晶片设计业者等软硬体相关产业之整体商机,不仅可提升台湾汽车电子产业之整体技术层次与产值,更能成为近年来各大业者迫切找寻的AI创新应用领域之一,促使台湾车电相关业者切入国际Tier 1供应链,让全世界知道Made in Taiwan。

關鍵字: 国科会 
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